石岛地震台远震记录反演研究

利用石岛地震台的远震体波记录,采用旋转相关函数法和接收函数法分别反演了台站下方介质的各向异性特征和速度结构.(1)对震中距25°~35°且记录良好的5次地震的ScS震相,采用旋转相关函数法反演了岩石圈的剪切波分裂参数.对深源地震的反演结果表明,石岛地震台快波偏振方向为N94°E,这意味着西沙附近处于近东西向微偏南的拉张或地壳下方的地幔流方向为近东西微偏南,西沙地区地壳是过渡性的,其底部的驱动力主要来自与欧亚板块运动一致的物质流.快慢波时间延迟为1.3 s,估算各向异性层厚度为100 km左右.(2)对震中距20°~60°的9次远震P波波形三分向记录,采用接收函数法反演了地壳和上地幔的S波速度结构.反演结果表明,石岛地震台下方地壳分为3层:约5 km以上有一速度梯度带,S波速度从1.5 km/s逐渐增加到3.5 km/s,其间有若干小的分层;在5~16 km的平均速度为3.8 km/s左右,其间有若干小的分层;在16.0~26.5 km的速度为3.6 km/s左右,这是一个明显的低速层;莫霍面埋深为26.5 km,莫霍面以下平均速度为4.7 km/s,也有若干小的分层,尤其是在莫霍面之下有一个明显的低速层.根据转换波到时分析和速度剖面左右摆动现象,认为反演结果中的小分层可能是不真实的,但在16.0~26.5 km的低速层的真实程度还是较高的,表明下地壳具有一定的塑性.     

我国在南大西洋中脊发现两个海底热液活动区

近年来,中国大洋矿产资源研究开发协会组织了多个针对大洋中脊海底热液活动的航次调查.自从2007年在西南印度洋中脊49.6°E发现了第一个海底热液活动区以来,已经在西南印度洋中脊和东太平洋海隆赤道地区发现了十几个海底热液区[1~4].2009年11~12月,大洋21航次在南大西洋中脊13°~14°S段发现了两个新的海底热液活动区,这是我国第一次在大西洋中脊发现海底热液活动区,也是当时发现的位于大西洋中脊最南端的两个热液活动区.     

天然气水合物分解及其生态环境效应研究进展

了解大陆／大洋边缘地区天然气水合物形成与分解及其在海底沉积物、水体及海底化学自氧生物群落中的一系列物理、化学及生物作用有助于我们在全球和区域尺度上探讨天然气水合物分解对气候变化的影响;天然气水合物在碳循环中的作用和大陆边缘流体活动与物质交换机制等问题。从水合物分解与全球变暖、贫／缺氧甲烷氧化作用、自生矿物沉淀、化学自养生物群落等方面综述了水合物的环境生态效应研究进展。天然气水合物的形成／分解及 其对海洋乃至全球环境生态变化的影响,深刻地反映了地球上岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间相互联系与相互作用,生物,特别是微生物对全球CH 4的平衡和自生矿物沉淀至关重要。     

多波束测深边缘波束误差的综合校正

边缘波束误差是影响多波束测深数据精度的主要因素,数据精度影响其可信度和使用范围,也是进行相关研究的基础.多波束勘测系统声呐参数的精确校正、勘测区声场模型的建立以及实时勘测海洋噪声的合理剔除是影响边缘波束数据质量的关键因素,严重时甚至导致勘测数据出现沿测线方向的条带状假地形或地形位置偏移.上述因素对多波束勘测数据的影响是一个综合作用的过程,靠单一的校正或编辑方法很难提高采集数据的精度.以多波束勘测原理和声学理论为指导,以多波束实测数据为研究基础和分析对象,运用GIS面向对象方法,全面分析造成多波束勘测大误差边缘波束的原因,并探寻改善已勘测多波束大误差数据、提高数据精度的综合处理方法,最终以可视化的方式实现人机交互处理.该项研究成果已初步应用于海洋项目总图编绘工作,并取得了预期效果.     

南冲绳海槽岩石圈构造动力作用机制探讨

由最新获得的重磁、地震和多波束地形数据 ,结合多尺度的地幔流动力分析 ,展示了南冲绳海槽岩石圈构造动力的多样性特征和其内在的联系。从上新世开始的三幕张性断陷活动是在以前的压性断裂构造的基础上发展起来的 ,向岛弧侧迁移 ,岩浆、火山活动主要集中在正断层与平移断层的交汇处。深部动力源可归结为上地幔对流产生的菲律宾海板块俯冲 ,引起岛弧岩石圈挤压褶皱而向海沟旋张掀斜 ,产生弧后岩石圈的张性构造 ;进一步引起弧后软流圈挤压隆起 ,岩石圈与软流圈耦合作用导致海槽断陷张裂、岩浆活动。冲绳海槽仍是一个软流圈在汇聚的弧后盆地。全球性左旋压扭滑移背景 ,琉球海沟南段俯冲受阻小、强度大 ,台湾—吕宋的北向挤压 ,使海槽表现为剪张性 ,由平移断层调控使张性断裂左旋雁行排列 ,整个海槽张性构造由北往南推进 ,张应力方向由NW过渡到NNW。     

Seismic sequence and depositional evolution of slope basins in mid-northern margin of the South China Sea

As one of the biggest marginal seas in the western Pacific margin, the South China Sea (SCS) experienced continental rifting and seafloor spreading during the Cenozoic. The northern continental margin of the SCS is classified as a passive continental margin. However, its depositional and structural evolution remains controversial, especially in the deep slope area. The lack of data hindered the correlation between continental shelf and oceanic basin, and prevented the establishment of sequence stratigraphic frame of the whole margin. The slope basins in the mid-northern margin of SCS developed in the Cenozoic; the sediments and basin infill recorded the geological history of the continental margin and the SCS spreading. Using multi-channel seismic dataset acquired in three survey cruises during 1987 to 2004, combined with the data of ODP Leg 184 core and industrial wells, we carried out the sequence stratigraphic division and correlation of the Cenozoic in the middle-northern margin of SCS with seismic profiles and sedimentary facies. We interpreted the seismic reflection properties including continuity, amplitude, frequency, reflection terminals, and 15 sequence boundaries of the Cenozoic in the study area, and correlated the well data in geological age. The depositional environment changed from river and lake, shallow bay to open-deep sea, in correspondence to tectonic events of syn-rifting, early drifting, and late drifting stages of basin evolution.     

南海西北次海盆地壳结构：海底广角地震实验结果

利用完整穿越南海西北次海盆及其两侧大陆边缘的海底广角反射/折射地震测线,反演了该地区的地壳结构.该测线总长484km,共投放海底地震仪（OBS）14台,台站间距30km,组合枪阵激发总容量5160in3（1in3=16.3871cm3）.结合同测线多道地震资料,通过OBS数据的精细处理和初始建模,利用射线追踪正反演技术,获得了西北次海盆地壳速度结构模型.结果表明,地壳厚度从上陆坡的21km减薄至下陆坡的14km,在西北次海盆为7.7km;莫霍面埋深从上陆坡的21km上升到海盆中央的11km.西北次海盆和东部次海盆的地壳速度结构相似,都为大洋地壳,但不同的是层1（沉积层）增厚,层2减薄,该特点在东部次海盆尤其明显.西北次海盆及其两侧边缘构造形态和速度结构对称分布,存在共轭关系,其陆缘张裂机制属纯剪切模式.模型中的西北次海盆北侧陆缘下地壳没有发现高速层,这为南海北部陆缘西部非火山型地壳性质提供了新的证据.西北次海盆海底扩张规模小、时间短,且层2可能经历了玄武岩岩浆的不对称溢流,这可能导致西北次海盆磁条带异常的模糊化.     

声速剖面精简运算的改进D-P算法及其评估

声速剖面在多波束测深中不可或缺。为解决原始测量的声速剖面数据量大而影响工作效率问题,本文进行了声速剖面的精简与优化研究。提出一种适用声速剖面数据精简运算的改进D-P算法(MOV方法),并通过射线追踪法和误差百分比分析法评估精简前后的声速剖面对测深精度的影响,并利用实测声速剖面数据对该算法进行了验证。结果表明,通过优选算法阈值,声速剖面数据的简化率可达90%以上,可控制水深标准差百分比在0.1%以内,优化后的声速剖面可大幅提升多波束勘测与数据处理工作效率,具有重要的工程实际应用价值。     

一种大陆坡脚点自动识别与综合判断方法

大陆坡脚点是200海里以外大陆架划界的核心界限点。根据《海洋法公约》第七十六条的规定和大陆架界限委员会的相关技术要求,论述了大陆坡脚点的确定方法和技术流程。通过对地形、坡度、二阶导数及D-P剖面的综合分析,提出基于二阶导数极值点和D-P算法的二次简化方法,以及原始剖面和D-P剖面的二次求导方法,通过7大步骤简化原始剖面,并给出数据点坡度、水深和二阶导数,以及曲线凹凸性、连续性和分段性等多重判定方法,实现了大陆坡脚点的自动识别。完成程序算法的底层开发,获得了与国际商用划界软件相一致的结果,并采用多波束实测水深数据对所提出的技术方法进行了有效性验证。     

冲绳海槽海底地形地貌界限特征及影响因素

基于多源数据资料,揭示了冲绳海槽海底地形地貌特征.提出确定大陆坡折点、大陆坡脚点、中轴点和最深点的计算方法.通过对48条横穿大陆坡的剖面的计算,确定了东海大陆坡折点及连线、大陆坡脚点及连线;通过对39条横穿冲绳海槽轴部地形剖面的计算和综合分析确定了冲绳海槽最深点、中轴点及连线.大陆坡折线是陆架与陆坡的分界线,东海大陆坡折线总体位于200 m水深,在海槽北段至中段连续,在海槽南段跳跃.大陆坡脚线是陆坡与海槽底部的分界线,其水深自冲绳海槽北向南逐渐加深,南部大陆坡被海底峡谷强烈切割,导致大陆坡脚点分布复杂.横穿海槽北部、中部和南部的地形剖面分别呈现为W型、复合W型及U型特征,导致中轴点在海槽中部与北部多分布在海山峰及线性海山脊,在南部多分布于雁行洼地中央,由中轴点形成的中轴线是冲绳海槽东西向分界线,也表明海槽是东海大陆架向东延伸的天然分隔.海平面波动、海底峡谷影响了大陆坡折线和大陆坡脚线分布,构造和沉积控制了中轴线的分布.